Em vez das operações perigosas, o lidar faz avaliações do recurso da floresta mais seguras e mais eficientes

Fundo da aplicação

A avaliação do recurso da floresta, como os meios principais dominar a situação e o desenvolvimento persent de recursos da floresta, é da grande importância à gestão e à proteção de recursos sustentáveis da floresta.

A tecnologia tradicional da avaliação da floresta é relativamente inversa e extensiva. Os investigador precisam de entrar profundamente no campo da floresta, com intensidade do trabalho da elevação e riscos imprevisíveis. A aquisição de parâmetros da floresta depende da amostra do campo e da medida de campo por trabalhadores de campo. Os meios usados são limitados somente aos instrumentos de medição relativamente originais tais como altímetro handheld, régua de DBH e fita métrica. É não somente demorado e laborioso, mas igualmente pode somente obter a informação da área em escala reduzida da floresta, e o espaço da investigação não é detalhado.

O desenvolvimento rápido da tecnologia da detecção remota traz a esperança para a realização da avaliação eficiente e da grande área da floresta dos recursos. Contudo, devido à realidade que as imagens óticas da detecção remota não podem “penetrar” o dossel de floresta e obter a informação vertical da estrutura da floresta, os parâmetros eficazes disponíveis do suporte são limitados.

Sentido da aplicação

A tecnologia do lidar é diferente da detecção remota ótica tradicional, que confia pesadamente em fontes luminosas externos tais como o sol. Tem a capacidade da operação para qualquer tempo ativamente emitindo-se raios laser para detectar alvos. Com o apoio da tecnologia do multiecho, o raio laser pulsado emissor pelo lidar pode alcançar o tronco de árvore e mesmo a terra com a diferença da floresta para obter seus dados tridimensionais da nuvem do ponto, para obter completamente a informação vertical da estrutura da floresta, e extrair finalmente a informação do parâmetro da floresta tal como a altura da árvore, o DBH e o volume.

Presentemente, a investigação e a monitoração de recursos da floresta da grande área são principalmente sob a forma do lidar transportado por via aérea, suplementado por varredores terrestres e da BATIDA 3D de laser. A tecnologia do lidar é aplicada principalmente à extração de parâmetros básicos do suporte tais como o número da planta, a altura da árvore, a densidade de DBH e de dossel, assim como a avaliação do volume do suporte.

Número 01 de suporte

O número de árvores é a informação da quantidade das árvores em uma área dada, que seja um índice importante para descrever a densidade de suporte. O algoritmo da extração do número da árvore é baseado no modelo da altura do dossel (CHM) produzido por dados da nuvem do ponto para a detecção máxima local. Após ter atravessado o CHM para obter o valor máximo na janela, o vértice da coroa pode ser obtido, para obter a informação do número da planta.

Altura da árvore de 02 suportes

A altura do suporte é não somente uma reflexão do crescimento da árvore, mas igualmente um parâmetro importante para calcular o volume da floresta. A tecnologia do lidar pode obter não somente a nuvem do ponto do dossel de floresta, mas igualmente a nuvem do ponto do terreno sob o dossel de floresta. Baseado no CHM obtido pelos dois processos, os únicos parâmetros da altura da árvore podem ser extraídos usando os vértices da coroa.

03 DBH das árvores

DBH é um dos parâmetros importantes para avaliar o estado do crescimento das árvores.

O método manual da medida é usar a régua de DBH para medir o diâmetro da árvore 1.3m longe da raiz da árvore como o parâmetro de DBH. O método de extrair a informação da árvore DBH baseada em dados terrestres ou da BATIDA do lidar do ponto da nuvem é método de círculo do encaixe do Hough. Este método é usado para segmentar a única nuvem do ponto da árvore. Nesta base, os dados da nuvem do ponto na altura de 1.3m DBH são interceptados para gerar a imagem bidimensional correspondente da grade. Então, o Hough para transformar o algoritmo cabendo do círculo é usado para o encaixe circular, e o diâmetro circular obtido pode ser considerado como a árvore DBH.

Densidade do dossel de 04 suportes

A densidade do dossel é a reflexão macro do crescimento da floresta e do fatora chave para determinar a intensidade de corte. A densidade do dossel é a porcentagem da projeção do dossel e da área de terra da floresta.

Os métodos tradicionais da detecção remota precisam de usar algoritmos complexos do processamento de imagens para segmentar o dossel de floresta da imagem do Orthophoto (os DOM), e para calcular então a densidade do dossel contando a relação do dossel à área da floresta. O lidar baseou na tecnologia do multi-eco obtém a densidade do dossel diretamente contando a relação de pontos da vegetação do primeiro eco aos pontos totais do primeiro eco, que é simples e eficiente.

Vantagens do lidar

O lidar tem vantagens óbvias na investigação e na monitoração dos recursos da floresta:

1. eficiência operacional alta para encontrar as necessidades de investigação em grande escala dos recursos da floresta

Tomando a Olá!-nuvem lidar transportado por via aérea PM-1500 como um exemplo, tem quatro ecos e uma velocidade de varredura de até 2 milhão pontos/s, que podem eficazmente obter a informação tridimensional detalhada tal como ramos, tronco e superfície, para extrair exatamente parâmetros do suporte. Além, agradecimentos ao agrupamento de 1500 medidores de comprimento, é não somente sem medo do terreno da montanha com gota alta, mas igualmente tem uma grande área da cobertura da única operação, e a eficiência da operação da investigação foi melhorada extremamente.

2. intervenção menos manual, segurança dos pessoais

O raio da operação de lidar PM-1500 transportado por via aérea pode alcançar 30km, e a tarefa pode ser executada automaticamente sem intervenção manual após o planeamento da rota. Os operadores não precisam de entrar profundamente na área da floresta, para assegurar a segurança da investigação dos pessoais e evitar acidentes.

3. resultados ricos da avaliação dos recursos da floresta

Além do que os parâmetros convencionais tais como o número do suporte, a largura da coroa e a densidade que podem ser obtidas por meios convencionais da detecção remota, tecnologia do dossel do lidar podem igualmente diretamente obter os parâmetros da altura da árvore e do DBH e calculam exatamente o volume do suporte, para fornecer uma informação mais exata e mais detalhada do parâmetro para a investigação dos recursos da floresta.

4. Os dados são objetivos, exatos e rastreáveis

Confiando na pesquisa do campo manualmente, a seleção do espaço da avaliação e os objetos são frequentemente aleatórios e subjetivos, e a atividade da avaliação pode somente ser realizada uma vez sem rastreabilidade, que pode conduzir à dificuldade de assegurar a objetividade e a precisão dos resultados da avaliação.

Baseado na tecnologia do lidar, de um lado, os dados da nuvem do ponto da floresta que cobrem a escala inteira podem ser obtidos, por outro lado, a extração automática dos parâmetros totais do suporte dentro da escala pode ser realizada baseada no algoritmo de processo de dados da nuvem do ponto.

Além, com do processamento da fusão de transportado por via aérea, terrestre, da BATIDA e dos outros dados do lidar da multi-fonte, pode mesmo cumprir as exigências de uma única extração mais detalhada do parâmetro do suporte da árvore. A tecnologia do lidar tem a objetividade incomparável e a eficácia em extrair parâmetros do suporte.